DE4243418A1

DE4243418A1 - Stimulating and receiving photoluminescence of materials in pipes

Info

Publication number: DE4243418A1
Application number: DE19924243418
Authority: DE
Inventors: Heribert F Dr Ing Broicher; Arthur Zydeck
Original assignee: Preussag AG
Current assignee: Preussag AG
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: DE4243418C2

Abstract

The material is stimulated by devices installed in the walls of the pipe as it passes through a transparent region of the pipe. The resulting photoluminescence signal is received and analysed by an electronic circuit.The stimulation and receiving devices illuminate and observe the same region of the boundary surface between the material and a window through a transparent region in the wall of the pipe. A transparent region (3) is arranged directly in the pipe wall (1) and in connection with the stimulation and/or receiving device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anregen und Empfangen der Photolumineszenz von Stoffen in Rohrleitungen, insbesondere zur Qualitätskontrolle industrieller Prozesse sowie zur Gewässer- und Abwässerkontrolle. Verfahren sowie radiometrische Meßgeräte an Rohrleitungen zum Erfassen der Dichte und der Fördermengen, magnetisch-induktive Durchflußmesser und radiometrische Meßgeräte zum Bestimmen von einzelnen Elementen, d. h. bevorzugt von Schwermetallen, sind allgemein bekannt. Mit diesen Geräten und Verfahren bzw. der angewandten Meßtechnik können viele Aufgaben der Qualitätskontrolle nicht gelöst werden, besonders, wenn es um den Nachweis geringer Spuren von Substanzen, z. B. in Lösungen, geht.The invention relates to a method and a device to excite and receive the photoluminescence of Substances in pipelines, especially for Quality control of industrial processes and for Water and sewage control. Procedures as well radiometric measuring devices on pipelines for detection density and flow rates, magnetic-inductive Flow meters and radiometric measuring devices for Determine individual elements, i. H. preferred from Heavy metals are well known. With these Devices and processes or the applied measuring technology many quality control tasks cannot be solved be lower, especially when it comes to proof Traces of substances, e.g. B. in solutions.

Die Photolumineszenz ist eine physikalische Eigenschaft, die bei fast allen Stoffen auftritt. Mit Photolumineszenz wird das Leuchten von Stoffen während oder nach der Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen aus dem Bereich des UV- und des sichtbaren Lichtes bezeichnet, wobei generell die Emission langwelliger ist als die Anregung. Die Photolumineszenz läßt sich durch folgende meßbare Größen beschreiben:Photoluminescence is a physical property that occurs with almost all fabrics. With photoluminescence the glow of fabrics during or after the Irradiation with electromagnetic waves from the Area of UV and visible light, whereby the emission is generally longer wavelength than that Suggestion. The photoluminescence can be as follows describe measurable quantities:

- the excitation spectrum,
- the radiation, light or quantum yield,
- the emission spectrum and
- The decay behavior or the life of the Luminescence.

Bei einer vorgegebenen Anregungswellenlänge sind die wesentlichen Parameter der Photolumineszenz für die Identifizierung von Stoffen:At a given excitation wavelength, the essential parameters of photoluminescence for the Identification of substances:

- the emission spectrum and
- the lifetime of the luminescence.

Die Intensität eines Signals ist stoffspezifisch und kann in Verbindung mit dem Emissionsspektrum und der Lebensdauer zur Ermittlung der relativen Konzentration eines Stoffes in einem Stoffgemisch oder in Lösung ausgewertet werden. Die Ermittlung der oft sehr kurzen Lebensdauer (Mikro- bis Nanosekunden) erfordert eine gepulste Anregung mit extrem kurzer Dauer (wenige Nanosekunden oder Picosekunden). Die Anregung von Lumineszenz mit sehr hoher Energiedichte, wie z. B. mit Hochleistungslasern, führt auch bei Stoffen mit niedriger Quantenausbeute zu meßbaren Signalen. Bei Anregung mit einer Wellenlänge von 193 nm oder auch 248 nm kann Lumineszenz im mittleren und oberen UV-Bereich erzeugt und gemessen werden.The intensity of a signal is substance-specific and can in connection with the emission spectrum and the Lifetime to determine the relative concentration of a substance in a mixture or in solution be evaluated. The determination of the often very short Lifespan (micro to nanoseconds) requires one pulsed excitation with extremely short duration (few Nanoseconds or picoseconds). The suggestion of Luminescence with very high energy density, such as B. with High power lasers, also leads to fabrics with low Quantum yield for measurable signals. With suggestion with a wavelength of 193 nm or also 248 nm Luminescence generated in the middle and upper UV range and be measured.

Die Lumineszenzspektroskopie wird seit vielen Jahren für Untersuchungen von Lösungen erfolgreich eingesetzt. Durchflußfluorometer sind aus der Literatur bekannt, wobei es sich grundsätzlich um Laborgeräte handelt.Luminescence spectroscopy has been used for many years Solution investigations successfully used. Flow fluorometers are known from the literature which is basically laboratory equipment.

Ein in beschränktem Rahmen auch im Echtzeitbetrieb arbeitendes Durchfluorometer wird in der DE-PS 30 27 317 beschrieben.To a limited extent, also in real-time operation Working fluorometer is in DE-PS 30 27 317 described.

Dieses Durchflußfluorometer weist einen Meßprobendurchfluß durch einen Anregungs- und einen Lumineszenznachweisteil auf, wobei durch Lichtfallen Anregungslicht und/oder Streulicht aus dem Nachweisteil ferngehalten werden. Das Gerät arbeitet mit einem relativ kleinen Materialstrom. Dieser wird vom Hauptstrom abgeleitet und über die Meßprobenleitung der Meßeinrichtung zugeführt und über eine Meßprobenaustrittsleitung zu dem Hauptstrom zurückgeführt.This flow fluorometer has one Sample flow through one excitation and one Luminescence detection part, whereby by light traps Excitation light and / or stray light from the detection part be kept away. The device works with a relative small stream of material. This is from the main stream derived and via the test line of the Measuring device supplied and via a Sample exit line to the main stream returned.

Die Strömung von Medien in Rohrleitungen ist abhängig von den jeweiligen Stoffeigenschaften und der Geschwindigkeit laminar oder turbulent. In beiden Fällen kann in Suspensionen eine Sortierung stattfinden, so daß an verschiedenen Positionen innerhalb des Rohrquerschnittes unterschiedliche Stoffe vorliegen.The flow of media in pipelines depends on the respective material properties and the speed laminar or turbulent. In both cases Suspensions a sorting take place so that at different positions within the pipe cross-section different substances are present.

Werden in einer Lösung oder Feinstkornsuspension gröbere Materialstücke, so. z. B. Salzkristalle in Salzlösungen im Salzbergbau oder Waschberge in Flotationsbergen im Kohlebergbau, transportiert, dann ist das Abtrennen einer repräsentativen Probe aus der Rohrleitung für Echtzeitmessungen kompliziert und bei sehr groben Körnungen gar nicht möglich.Become coarser in a solution or fine grain suspension Pieces of material, so. e.g. B. salt crystals in salt solutions in Salt mining or washing mountains in flotation mountains in Coal mining, transported, then separating is one representative sample from the pipeline for Real-time measurements complicated and with very rough ones Grains not possible at all.

Durchflußfluorometer werden bevorzugt in den Bereichen der Chemie und Biologie zur Untersuchung von transparenten Lösungen verwendet. Bei flurometrischen Messungen an optisch dichtem Material in Suspensionen, wie z. B. Kohleschlämme oder Erzschlämme in Aufbereitungsanlagen, kann der Materialstrom bzw. die Materialprobe nicht durchstrahlt werden, sondern die Oberfläche des optisch dichten Materials muß an einer Stelle sowohl angestrahlt als auch betrachtet werden.Flow fluorometers are preferred in the areas of chemistry and biology to study transparent solutions used. With flurometric Measurements on optically dense material in suspensions, such as B. coal sludge or ore sludge in Processing plants, the material flow or the Material sample should not be irradiated, but the The surface of the optically dense material must be on a Spot both illuminated and viewed.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anregen und Empfangen der Photolumineszenz von Stoffen während des Transports in Rohrleitungen zu entwickeln, welche ohne Probenahme oder Abtrennung eines Teilstromes vom Hauptstrom in der Rohrleitung eine Qualitätsänderung des Stoffes oder einen Wechsel in der Zusammensetzung eines Stoffgemisches auch bei optisch dichten Stoffen meßbar macht.The object of the invention is a method and Device for exciting and receiving the Photoluminescence of substances during transport in To develop pipelines which without sampling or Separation of a partial flow from the main flow in the Pipeline a change in quality of the substance or a Changes in the composition of a mixture of substances too makes it measurable with optically dense fabrics.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stoffe direkt in der Rohrleitung während des Transportes durch mindestens einen transparenten Bereich und die in der Rohrleitungswand angebrachten Einrichtungen zum Anregen angestrahlt und zum Empfangen eines Lumineszenssignales betrachtet werden.According to the invention the object is achieved in that the Fabrics directly in the pipeline during transportation through at least one transparent area and the in the pipeline wall attached devices for Excite illuminated and to receive one Luminescence signals are considered.

Zum Anregen und Empfangen der Lumineszenz von optisch dichten Stoffen sind die optischen Komponenten nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung auf dieselbe Stelle in der Grenzfläche des Stoffes gerichtet.To excite and receive the luminescence from optical dense materials are the optical components after a preferred feature of the invention in the same place in the interface of the substance.

Nach einem besonders bevorzugten Merkmal der Erfindung ist direkt in der Wand der Rohrleitung mindestens ein transparenter Bereich in Verbindung mit einer Anregungs und/oder Empfangseinrichtung angeordnet.According to a particularly preferred feature of the invention is at least one directly in the wall of the pipeline transparent area in connection with an excitation and / or receiving device arranged.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat im Gegensatz zu allen bekannten Fluorometern und Lumineszenzspektrometern keine Probenkammer, Küvette oder Durchflußküvette. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Stoff oder Stoffgemisch direkt in der Rohrleitung im Echtzeitbetrieb während des normalen Fließens untersucht werden.In contrast to the device according to the invention all known fluorometers and luminescence spectrometers no sample chamber, cuvette or flow-through cuvette. By the device according to the invention can be a substance or Mixture of substances directly in the pipeline in real time be examined during normal flow.

Bei dem direkt in der Wand der Rohrleitung angeordneten transparenten Bereich kann es sich um ein oder mehrere in die Wand der Rohrleitung eingelassene Fenster oder einen transparenten Ring in der Art eines lichtdurchlässigen Stückes Rohrleitung, welches den gleichen Durchmesser wie die Rohrleitung hat, handeln. Diese sogenannten transparenten Bereiche müssen druckbeständig eingebaut werden und selbst druckbeständig sein. Sie müssen verschleißfest sein in Abhängigkeit vom zu betrachtenden Material sowie optisch durchlässig für das Anregungslicht und die Lumineszenz. Der transparente Bereich sollte so gestaltet sein, daß so wenig Grenzflächen wie möglich auftreten. With the one arranged directly in the wall of the pipeline transparent area can be one or more in the wall of the pipeline or a window transparent ring in the manner of a translucent Piece of pipeline, which has the same diameter as the pipeline has to act. These so-called transparent areas must be installed pressure-resistant and will be pressure resistant. You need to be wear-resistant depending on what is to be considered Material and optically permeable to the excitation light and the luminescence. The transparent area should be like this be designed so that as few interfaces as possible occur.

Die wesentlichen Baugruppen eines Fluorometers sind die Lichtquelle zum Anregen, Mittel zum Selektieren der Wellenlänge zum Anregen und zum Fokussieren des Lichtes auf das Objekt, Mittel zum Betrachten des Objektes, zum Selektieren von Wellenlängen für die Erfassung und der Photodetektor zur Erfassung der Lumineszenz. Als Lichtquelle kommen kontinuierlich strahlende oder gepulste Lampen, Laserdioden oder aber Laser in Abhängigkeit von der für einen bestimmten Anwendungsfall benötigten Wellenlänge, Energie und Dauer der Anregung zum Einsatz. Die optischen Einrichtungen zum Leiten und Lenken des Anregungslichtes von der Lichtquelle bis zur Rohrleitung sind Linse, Spiegel, Lichtwellenleiter und ggf. Filter. Ebenso sind die optischen Komponenten zum Leiten und Lenken der erfaßten Lumineszenz von der Rohrleitung bis zum Detektor dem Stand der Technik entsprechend. Als Detektoren kommen Photomultiplier oder Dioden und Diodenarrays zum Einsatz. In der Signalanalyse werden schnelle A/D-Wandler und Speicher verwendet, um eine hohe zeitliche Auflösung der Signale (z. B. von mindestens 10 nsec) zu erreichen.The main components of a fluorometer are Light source to excite, means to select the Wavelength to excite and focus the light on the object, means for viewing the object, for Selecting wavelengths for the acquisition and the Photodetector for the detection of luminescence. When Light source come continuously or radiant pulsed lamps, laser diodes or lasers in Dependence on that for a specific application required wavelength, energy and duration of the excitation for use. The optical devices for guiding and Direction of the excitation light from the light source to Pipeline are lens, mirror, fiber optic and filter if necessary. The optical components are also used Guiding and guiding the detected luminescence from the Pipeline up to the state of the art detector corresponding. Photomultipliers or come as detectors Diodes and diode arrays are used. In signal analysis fast A / D converters and memories are used to a high temporal resolution of the signals (e.g. from reach at least 10 nsec).

Bei der Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind folgende Punkte von Bedeutung:In the design of the device according to the invention the following points of importance:

- optical properties of the medium (transparent, cloudy, optically dense)
- homogeneity of the medium
- Lifespan of the luminescence.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Anregungseinrichtung und Empfangseinrichtung sich direkt gegenüberliegend in der Wand der Rohrleitung angeordnet. Durch diese Anordnung können transparente und homogene Stoffe untersucht werden.According to a further feature of the invention Excitation device and receiving device itself arranged opposite in the wall of the pipeline. This arrangement allows transparent and homogeneous Substances are examined.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist in die Wand der Rohrleitung ein Fenster eingelassen, vor dem sich eine Anregungseinrichtung und eine Empfangseinrichtung in einem Neigungswinkel zueinander so angeordnet befinden, daß durch das Fenster dieselbe Stelle der Grenzschicht des Stoffes in der Rohrleitung angestrahlt und betrachtet wird. Diese Anordnung ermöglicht eine Bemusterung von trüben und homogenen Medien mit kurzer Lebensdauer der Lumineszenz und laminarer Strömung.According to a preferred feature of the invention is in the Wall of the pipeline recessed a window in front of the an excitation device and a Receiving device at an angle to each other so arranged that the same through the window Location of the boundary layer of the substance in the pipeline is illuminated and viewed. This arrangement enables sampling of cloudy and homogeneous Media with short luminescence and lifetime laminar flow.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß um den Umfang der Rohrleitung herum mehrere Fenster mit je einer Anregungseinrichtung und einer Empfangseinrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bei inhomogenen Stoffgemischen angebracht sind. Dadurch wird es möglich, inhomogene Stoffgemische bzw. während des Rohrleitungstransportes zu Entmischungen neigende oder turbulent strömende Medien zu bemustern.Another feature of the invention is that around the circumference of the pipeline with several windows each an excitation device and a receiving device to increase the measuring accuracy with inhomogeneous Mixtures of substances are appropriate. This makes it possible inhomogeneous mixtures or during the Pipeline transport tending to segregate or to sample turbulent flowing media.

Soll die Lebensdauer der angeregten Lumineszenz zum Nachweis von Stoffen in dem Medium oder zur Messung der Konzentration von Stoffen in dem Medium verwendet werden und ist die Lebensdauer relativ lang und die Fließgeschwindigkeit des Mediums in der Rohrleitung relativ hoch, dann sind in Abhängigkeit von zeitlicher Länge des Meßintervalls und der während dieser Zeit vom Medium durchflossenen Strecke die Einrichtungen zum Empfang eines Lumineszenzsignals in doppelter oder mehrfacher Ausführung mit entsprechenden Abständen in Fließrichtung in der Rohrleitung anzubringen.Should the lifetime of the excited luminescence at Detection of substances in the medium or for measuring the Concentration of substances used in the medium and the lifespan is relatively long and that Flow velocity of the medium in the pipeline relatively high, then depending on the time Length of the measurement interval and during this time from Medium flow through the facilities for Receiving a luminescence signal in double or multiple execution with appropriate intervals in Install flow direction in the pipeline.

Ein besonders bevorzugtes Merkmal der Vorrichtung besteht deshalb darin, daß die Empfangseinrichtung in mehrfacher Ausführung im definierten Abstand zueinander in Fließrichtung des Mediums in die Wand der Rohrleitung eingelassen ist. Durch diese Anordnung wird das Bemustern eines optisch transparenten und homogenen Mediums mit langer Lebensdauer bei laminarem Fließen möglich. A particularly preferred feature of the device exists therefore in that the receiving device in multiple Execution at a defined distance from each other in Flow direction of the medium in the wall of the pipeline is let in. This arrangement makes the patterning an optically transparent and homogeneous medium Long service life possible with laminar flow.

Ein anderes bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß über den ganzen Umfang des lichten Querschnittes der Rohrleitung ein transparenter ringförmiger Bereich angeordnet ist, und Lichtquelle, Lichtwellenleiter-Endstück und Lichtdetektor über Lichtwellenleiter verbunden sind. Der transparente Ring soll dabei den gleichen Durchmesser wie die Rohrleitung haben. Durch diesen transparenten Ring wird der Stoff im Inneren der Rohrleitung zur Anregung von Photolumineszenz bestrahlt und die bestrahlten Bereiche betrachtet.Another preferred feature of the invention is in that over the entire scope of the clear Cross section of the pipeline a transparent annular area is arranged, and light source, Optical fiber end piece and light detector via Optical fibers are connected. The transparent ring should be the same diameter as the pipeline to have. Through this transparent ring, the fabric in the Inside the pipeline to excite photoluminescence irradiated and viewed the irradiated areas.

Die Bestrahlung des Stoffes in der Rohrleitung durch den transparenten Ring erfolgt dabei unter Verwendung von Lichtwellenleitern von einer Lichtquelle aus über den ganzen Rohrleitungsumfang. Desgleichen wird das Lumineszenzsignal durch den transparenten Ring und über Lichtwellenleiter zu einem Photodetektor geführt.Irradiation of the substance in the pipeline by the transparent ring is made using Optical fibers from a light source over the whole circumference of the pipeline. It will be the same Luminescence signal through the transparent ring and over Optical fiber guided to a photodetector.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß außerhalb des transparenten Ringes Kombinationen von Laserdioden als Lichtquellen mit Photodioden als Empfänger um den Umfang der Rohrleitung herum angeordnet sind.Another preferred feature of the invention is in that outside the transparent ring Combinations of laser diodes as light sources with Photodiodes as receivers around the circumference of the pipeline are arranged around.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, die selbstverständlich nicht die ganze Breite der Erfindung darstellen können. In der Zeichnung zeigtThe invention is based on Embodiments are explained in more detail of course not the full breadth of the invention can represent. In the drawing shows

Fig. 1 Anordnung der Vorrichtung zum Bestrahlen und Betrachten derselben Stelle der Grenzfläche Stoffgemisch/Rohrleitungsfenster für homogene Stoffgemische mit kurzer Lebensdauer der Fluoreszenz, Fig. 1 configuration of the apparatus for irradiating and observing the same location of the interface material mixture / pipe window for homogeneous mixtures of substances with a short lifetime of the fluorescence,

Fig. 2 Anordnung der Vorrichtung wie in Fig. 1 mit mehrfacher Ausführung der Meßelemente für inhomogene Stoffgemische, Fig. 2 arrangement of the apparatus as shown in Fig. 1, with multiple embodiments of the measuring elements for inhomogeneous mixtures

Fig. 3 bis 6 Ausführung der Vorrichtung mit gleichmäßig in der Rohrleitungswand verteilten Lichtwellenleitern zum Bestrahlen und Betrachten des Stoffgemisches durch einen transparenten Ring hindurch für inhomogene Stoffgemische, Fig. 3 to 6 embodiment of the device with evenly distributed in the pipeline wall optical waveguides for irradiating and viewing of the material mixture, by a transparent ring through for inhomogeneous mixtures

Fig. 7 Anordnung der Vorrichtung zum Bestrahlen und Betrachten eines Stoffgemisches durch ein Fenster oder einen transparenten Ring in der Rohrleitungswand mit einer Kombination von Laserdioden und Photodioden, Fig. 7 arrangement of the apparatus for irradiating a substance mixture and viewing through a window or a transparent ring in the pipe wall with a combination of laser diodes and photodiodes,

Fig. 8 Anordnung zum Bestrahlen und Betrachten des Stoffes in der Rohrleitung bei transparenten Stoffen. Fig. 8 arrangement for irradiating and viewing the substance in the pipeline with transparent substances.

Ein typisches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 dargestellt und ist bevorzugt bei homogenen und optisch dichten Stoffen oder Stoffgemischen mit kurzer Lebensdauer der Fluoreszenz einsetzbar.A typical embodiment is shown in FIG. 1 and can preferably be used for homogeneous and optically dense substances or substance mixtures with a short lifespan of the fluorescence.

In der Rohrleitung 1 fließt das Stoffgemisch 2 an dem transparenten Fenster 3 vorbei. Die Einrichtungen 4 zum Anregen der Photolumineszenz beinhalten eine gepulste Lichtquelle 5, die durch das vorgeschaltete Filter 6 und das Fenster 3 das Stoffgemisch 2 bestrahlt. Die Einrichtungen 7 zum Empfangen der Lumineszenz beinhalten einen Lichtdetektor 8, der durch das Filter 9 und das Fenster 3 das Stoffgemisch 2 in der angestrahlten Stelle betrachtet, ein Lumineszenzsignal empfängt und in ein elektrisches Signal umwandelt. Ein Taktgeber 10 steuert die Stromversorgung 11 für die Lichtquelle 5 und die Stromversorgung 12 für den Lichtdetektor 8, so daß die gepulste Anregung der Photolumineszenz und das Empfangen des Signals zeitlich gesteuert werden. Die elektronische Signalauswertung 13 bereitet die elektrischen Signale auf und stellt sie einer Datenverarbeitung 14 oder Meßwertanzeigern 15 zur Verfügung.The mixture of substances 2 flows past the transparent window 3 in the pipeline 1 . The devices 4 for exciting the photoluminescence contain a pulsed light source 5 which irradiates the substance mixture 2 through the upstream filter 6 and the window 3 . The devices 7 for receiving the luminescence contain a light detector 8 , which looks through the filter 9 and the window 3 at the substance mixture 2 in the illuminated area, receives a luminescence signal and converts it into an electrical signal. A clock generator 10 controls the power supply 11 for the light source 5 and the power supply 12 for the light detector 8 , so that the pulsed excitation of the photoluminescence and the reception of the signal are timed. The electronic signal evaluation 13 prepares the electrical signals and makes them available for data processing 14 or measured value indicators 15 .

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Meßsystemen, die zum genauen Untersuchen von inhomogenen Stoffgemischen in mehrfacher Ausführung in die Rohrleitung eingebaut sind. Fig. 2 shows an embodiment with measuring systems which are installed in the pipeline in multiple versions for the precise examination of inhomogeneous substance mixtures.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung, die mit Mitteln der Lichtwellenleitertechnik von der Lichtquelle 5 ausgehend über Lichtwellenleiter 18 das Licht bis in den Ring 17 leitet und durch den transparenten Ring 16 hindurch den Stoff bzw. das Stoffgemisch 2 bestrahlt. Eine Lumineszenz im Stoffgemisch 2 strahlt durch den transparenten Ring 16 in die im Ring 17 eingegossenen Lichtwellenleiter 19 bis hin zum Lichtdetektor 8. Fig. 3 shows the device which, starting with means of fiber optics from the light source 5, the light passes and via optical fiber 18 to the ring 17 irradiates the substance or the substance mixture 2 through the transparent ring 16 therethrough. Luminescence in the mixture of substances 2 radiates through the transparent ring 16 into the optical waveguides 19 cast in the ring 17 up to the light detector 8 .

Fig. 4 zeigt den transparenten Ring 16, der von dem Ring 17 mit den eingegossenen Lichtwellenleitern 18 und 19 umschlossen ist, in Draufsicht, Fig. 5 in Seitenansicht. FIG. 4 shows the transparent ring 16 , which is enclosed by the ring 17 with the cast-in optical fibers 18 and 19 , in a top view, FIG. 5 in a side view.

In Fig. 6 wird ein Rohrstück gezeigt, in das die Ringe 16 und 17 eingebaut sind.In Fig. 6 a piece of pipe is shown in which the rings 16 and 17 are installed.

Fig. 7 zeigt ein Rohrstück, in das die Vorrichtungen zum Bestrahlen des Stoffgemisches 2 durch den transparenten Ring 16 als Kombination von Laserdioden 5 als Lichtquelle und Lichtdioden 8 als Detektoren eingebaut sind. FIG. 7 shows a piece of pipe in which the devices for irradiating the substance mixture 2 through the transparent ring 16 as a combination of laser diodes 5 as a light source and light diodes 8 as detectors are installed.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Untersuchen von transparenten Stoffen bzw. Stoffgemischen ist in Fig. 8 gezeigt. Der transparente Stoff 2 fließt in der Rohrleitung 1, in der an zwei gegenüberliegenden Punkten in der Rohrleitungswand auf der einen Seite die Einrichtungen 4 zum Anregen von Photolumineszenz und auf der anderen Seite die Einrichtungen 7 zum Empfangen der Lumineszenz angebracht sind.An exemplary embodiment of the device for examining transparent substances or substance mixtures is shown in FIG. 8. The transparent substance 2 flows in the pipeline 1 , in which the devices 4 for exciting photoluminescence and on the other side the devices 7 for receiving the luminescence are attached to the two opposite points in the pipeline wall.

Die Lichtquelle 5 strahlt durch Filter 6 und Fenster 3 in den Rohrinnenraum und den Stoff 2. Der Photodetektor 8 empfängt ein Lichtsignal durch Fenster 3 und Filter 9. Mittel 10 bis 15 steuern die Vorrichtung und analysieren die Signale.The light source 5 shines through the filter 6 and window 3 into the tube interior and the substance 2 . The photodetector 8 receives a light signal through window 3 and filter 9 . Means 10 to 15 control the device and analyze the signals.

Claims

1. A method for exciting and receiving the photoluminescence of substances in pipelines, characterized in that the substances are illuminated directly in the pipeline during transport through at least one transparent region and the devices for excitation mounted in the pipeline wall and viewed for receiving a luminescence signal.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the excitation devices and Receiving equipment through a transparent Area in the wall of the pipeline the same place irradiate the interface between fabric and window and consider.

3. Device for performing the method according to claim 1, consisting of an excitation device, a receiving device, a light detector and an electronic device for signal analysis, characterized in that directly in the wall of the pipeline ( 1 ) at least one transparent area ( 3 , 16 ) is arranged in connection with an excitation and / or receiving device.

4. The device according to claim 3, characterized in that the excitation device ( 4 ) consists of a light source for exciting the photoluminescence and an optical device for guiding and directing the excitation light onto or into the medium to be patterned ( 2 ) and the receiving device ( 7 ) is composed of an optical device for receiving an excited photoluminescence signal and for guiding and guiding the signal to a light detector ( 8 ).

5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the excitation device ( 4 ) and the receiving device ( 7 ) are arranged directly opposite one another in the wall of the pipeline ( 1 ).

6. Apparatus according to claim 3 to 5, characterized in that the excitation device ( 4 ) and the receiving device ( 7 ) are arranged side by side with an inclination angle to each other in the wall of the pipeline ( 1 ).

7. Apparatus according to claim 3 to 6, characterized in that more than one excitation device ( 4 ) and more than one receiving device ( 7 ) distributed over the pipe circumference are arranged directly in the pipe wall of the pipeline ( 1 ).

8. Apparatus according to claim 3 to 7, characterized in that the receiving device ( 7 ) in multiple execution at a defined distance from each other in the flow direction of the medium ( 2 ) is arranged in the wall of the pipeline ( 1 ).

9. The device according to claim 3, characterized in that at least one transparent annular region ( 16 ) is arranged over the entire circumference of the clear cross section of the pipeline ( 1 ) and light source ( 5 ), optical waveguide end piece ( 17 ) and light detector ( 8 ) are connected via optical fibers ( 18 , 19 ).